本文關鍵詞：土坯房屋基本力學和抗震性能的試驗研究　出處：《大連理工大學》2013年博士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：目前在我國大部分村鎮(zhèn)地區(qū),還存在著相當數(shù)量的土坯房屋。但這些房屋設計、施工等方面的規(guī)范、技術研究卻嚴重滯后。很多土坯房屋主要由當?shù)毓そ掣鶕?jù)經(jīng)驗建造,質量參差不齊,缺乏可靠性。這導致其在地震中往往受到較為嚴重的破壞,直接危害了當?shù)鼐用竦纳拓敭a(chǎn)安全。在國家“十一五”科技支撐計劃重點項目2006BAJ06B03支持下,為研究和提高土坯房屋的基本力學和抗震性能,本文從單塊土坯的制作及抗壓強度、土坯砌體的力學性能、土坯墻體的抗震性能以及土坯房屋的整體抗震性能這四方面著手,分別通過試驗研究、理論分析和數(shù)值計算等多種研究手段,得到了一些可供參考的研究成果,其主要內容概括如下： (1)土坯立面單軸抗壓試驗表明,細粒含量、干密度和試件高寬比對土坯的抗壓強度有不同程度的影響。細粒含量的增加也會導致干燥后的土坯試件體積收縮率單調增加。收縮率過大時,收縮裂縫會降低其抗壓強度。本文制作的土坯體積收縮率小且強度較高,這表明添加合理比例的建筑中砂對天然細粒土進行物理改性后得到的土料適宜制作生土土坯。 (2)土坯砌體的單調、反復抗壓試驗和單調抗剪試驗表明,其破壞形態(tài)與普通砌體相似,受壓時出現(xiàn)沿中部豎向裂縫的劈裂破壞,受剪時出現(xiàn)沿泥漿與土坯接觸面的剪切粘結破壞。抗壓試驗表明,泥漿和土坯強度比對土坯砌體的強度和應力-應變關系有一定影響。與單調加載相比,反復受壓試驗結果的離散性明顯降低,但卸載后的殘余變形導致其峰值應變顯著增加,與普通砌體差異明顯�？辜粼囼灡砻�,土坯砌體抗剪強度隨泥漿抗壓強度的增加而單調增加；荷載-位移曲線的下降呈現(xiàn)脆性特征。 (3)通過平面內擬靜力試驗研究了實體土坯墻和不同開洞形式土坯墻的抗震性能。研究表明,土坯墻體試件的破壞形態(tài)與砌體墻相似,為剪壓破壞和剪摩破壞。豎向應力和高寬比對極限荷載及剛度均有不同程度的影響。開洞后,土坯墻體的承載力、剛度及耗能能力均下降明顯,但延性有所提高。建立了以剪摩公式為基礎的土坯墻體承載力公式,計算結果與試驗數(shù)據(jù)吻合良好。 (4)平面內擬靜力試驗研究表明,土坯墻的荷載-位移曲線及骨架曲線上升段呈一定線性特征,但卸載后卻有較大殘余變形,與砌體墻差異顯著�？紤]了初始豎向應力對殘余變形的影響,對土坯砌體割線模量進行修正,建立了基于彈性深梁理論的土坯實體墻剛度計算公式。并對洞口兩側墻肢上下端節(jié)點的半剛性轉動剛度系數(shù)進行修正,建立了土坯開洞墻剛度的計算公式。結果表明,該計算方法與試驗結果吻合較好。 (5)通過振動臺試驗研究了土坯房屋模型在不同地震波及地震強度下的動力特性、破壞形態(tài)和抗震性能。研究表明,單層土坯模型的自振頻率在15Hz-20Hz之間,阻尼比在4%-10%之間。土坯模型的破壞形態(tài)與砌體房屋相似,為沿墻體砌筑灰縫的階梯、水平狀裂縫和沿墻體交接處的豎向裂縫破壞。模型的整體變形能力較好,層間位移角在1/50以下時未見開裂；層間位移角為1/30-1/20時,模型開裂嚴重但仍未倒塌�；谕僚鞑牧系乃苄蕴卣�,提出了基于墻體罕遇地震作用下承載力的土坯房屋一階段抗震設計方法。
[Abstract]:In most of the villages and towns in our country , there are quite a lot of green houses , but these houses are designed , constructed and so on , and the technical research has lagged behind . Many of the building houses are built mainly by local artisans to study and improve the basic mechanics and seismic behavior of local residents . ( 1 ) The uniaxial compressive test of the vertical single axis shows that the fine grain content , the dry density and the aspect ratio of the test piece have different influence on the compressive strength of the blank . When the shrinkage rate is too large , the shrinkage crack will decrease its compressive strength . ( 2 ) The monotonic , repeated compressive test and monotonic shear test of the earthwork masonry show that the failure mode is similar to that of the common masonry , and the shear bond between the mud and the earth billet is greatly influenced when the shear occurs . The compressive test shows that the strength ratio of the mud and the blank is obviously increased compared with the normal masonry . The shear test shows that the shear strength of the soil blank increases monotonically with the increase of the compressive strength of the slurry ; and the drop of the load - displacement curve presents the brittle feature . ( 3 ) The anti - seismic performance of the blank wall of solid and different openings is studied by means of quasi - static test in plane . The results show that the failure mode of the concrete blank is similar to that of masonry wall . The vertical stress and the aspect ratio have different influence on ultimate load and stiffness . After opening the tunnel , the bearing capacity , rigidity and energy consumption of the blank wall body are reduced obviously , but ductility is improved . The bearing capacity formula of the earth blank is established based on the shear - friction formula . The calculation results are in good agreement with the experimental data . ( 4 ) The study of quasi - static test in plane shows that the load - displacement curve and the rising section of skeleton curve are of certain linear characteristics , but after unloading , there is a large residual deformation , which is obviously different from the masonry wall . ( 5 ) The dynamic characteristics , failure modes and seismic behavior of the soil blank model under different seismic waves and seismic intensity are studied by shaking table test . The results show that the self - oscillation frequency of the single - layer soil blank model is between 15 Hz and 20 Hz , and the damping ratio is 4 % -10 % .

【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TU361

【參考文獻】

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本文編號：1440957